高中生物实验及实验设计专项

2、对照实验 （课本P79）
“探究鱼鳍在游泳中的作用”实验：不管是将鱼鳍剪掉， 还是捆绑住，都是将鱼的前后泳姿作对比，通过比对得 出各种鳍的作用。处理前是（对 照）组（正常状态）， 处理后为（实 验）组。
2、对照实验 （课本P79）
“探究鱼鳍在游泳中的作用”实验：不管是将鱼鳍剪掉， 还是捆绑住，都是将鱼的前后泳姿作对比，通过比对得 出各种鳍的作用。处理前是（对 照）组（正常状态）， 处理后为（实 验）组。
型号、洁净度等要完全一样。 ③实验试剂要相同
即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意 体积上等量的问题 ④处理方法要相同
保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。 有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无 意义的，但还是要作同样的处理。
练一练：
【例4】为验证甲状腺激素能促进蝌蚪发育，将90只同种、同时孵化且大小
练一练：
例3
“草履虫对肉汤有趋向性”实验： 上图甲、乙、丙表示三块载玻片，分别在载玻片两端各滴一 滴草履虫培养液，并使两滴培养液连通。甲维持原状。当在 乙和丙两块载玻片右侧培养液的边缘分别放一滴肉汁和一小 粒食盐时，分析可能出现的现象以及出现这种现象的原因， 你能从中得出什么结论？
练一练：
三组中： 甲为_____组 乙为_____组 丙为_____组
1 验证性实验 结论已定，体现在课题名称中
如：证明脑啡肽是多肽的实验；
2 探究性实验 课题：探究……对……的影响
结论：如果……，则说明……
如：探究尿液中是否含有葡萄糖；探究食盐对草履虫的影响。
验证性实验的例题：
血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝
固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗
练一练：
甲不做处理，为空白对照组。其中的草履虫的趋向是随机 的；乙进行了处理，而且是实验假设所给定的实验变量 (是否滴加肉汤)的处理，所以为实验组。丙是经过施放盐 粒的处理，但是这种处理不是实验假设所给定的实验变量 的处理，相对空白对照组，是施加了一定条件的处理，应 该为条件对照组。
2、对照实验 （课本P79）
（2）自身对照：指实验与对照在同一对象上进行， 即不另设对照组。
如“植物细胞质壁分离和复原”实验，就是典型 的自身对照。自身对照，方法简便，关键是要看清楚 实验处理前后现象变化的差异，实验处理前的对象状 况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。
2、对照实验 （课本P79）
3. 调查与探究类实验：⑴通过模拟实验探究膜的透性 ⑵探究 影响酶活性的因素 ⑶探究酵母菌的呼吸方式 ⑷模拟探究 细胞表面积与体积的关系 ⑸调查常见的人类遗传病 ⑹探 究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用 ⑺探究培养液中 酵母菌数量的动态变化 ⑻土壤中动物类群丰富度研究.
三、实验设计的类型
高中阶段的生物学实验主要分为验证性实 验和探究性实验。两类实验的根本区别在于有 无先给出明确的实验结论。
例如：
比较过氧化氢酶和FeCl3的催化效率》实验 中，温度、加入物质的量、pH、实验时间、 检测方法等都属于无关变量。
实验中要做到“单一变量” ，应注意： ①生物材料要相同
即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来 源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。
②实验器具要相同 即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、
1、实验设计的原则
（5）单一变量原则： 在不同的实验组别中，只有我们 所要研究的因素不同，影响实验的其他所有因素都相同。 （6）等量原则：除研究因素以外，所有可以影响实验过 程或结果的因素都应该保持一样。 （7）对照性原则：是生物实验设计的一个重要原则。在 单一变量的前提下，通过对照，就能有效地排除其它因 素对结果的干扰，增加实验结果的可信度和说服力。
相同的蝌蚪，随机均分为三组，饲养的水、饲料和温度等培养条件相同且适
宜。甲组加入甲状腺激素、乙组加入甲状腺激素抑制剂、丙组不加入药剂。
饲养一段时间后，观察生长情况。
根据实验“单一变量”原则回答下列问题
D
（1）本实验中同种蝌蚪和相同饲养条件属于
。
（2）甲组加入的甲状腺激素是 A 。
（3）甲组的变化和结果是 B 。
2、未知结果的。 对照组：
1、对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。 2、处于自然状态或理想状态的。 3、已知结果的。
2、对照实验 （课本P79）
按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照 类型： （1）空白对照：指不做任何实验处理的对象组。
例如，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的 实验中，向甲试管组织样液加入斐林试剂，而乙试管 不加试剂，一起进行沸水浴，比较它们的变化。这样， 甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。 空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果， 增强了说服力。
探究
62
探究
83
实验
97
探究
91
实验
115
探究
110
探究
104
必修2、3实验（共6个）
实验课题
实验类别 页数
观察蝗虫精原细胞减数分裂固定装片
实验 必修二 21
低温诱导植物染色体数目的变化
实验 必修二 88
调查人群中的遗传病
调查 必修二 91
探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度
探究 必修三 51
培养液中酵母菌种群数量的变化
甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）； 乙组：饲喂甲状腺抑制剂（条件对照组）； 丙组：不饲喂药剂（空白对照组）。
显然，乙组为条件对照，该实验既设置了条件对 照，又设置了空白对照，通过比较、对照，更能充分 说明实验变量——甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。
练一练：
例2：如证明DNA是遗传物质的肺炎双 球菌体外转化实验中，设置以下几组：
考纲必修实验归类：
1. 物质分离鉴定类实验：⑴检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋 白质 ⑵叶绿体色素的提取和分离
2. 显微观察类实验：⑴用显微镜观察多种多样的细胞 ⑵观察 DNA、RNA在细胞中的分布 ⑶观察线粒体和叶绿体 ⑷观 察植物细胞的质壁分离和复原 ⑸观察细胞的有丝分裂 ⑹ 观察细胞的减数分裂 ⑺低温诱导染色体加倍。
请回答： 1、该实验中的实验组为_______,对照组为________ 2、对照类型分析：其中________和实验组之间形成______对照， _____和实验组之间形成 _______对照。
练一练：
例2：如证明DNA是遗传物质的肺炎双 球菌体外转化实验中，设置以下几组：
该实验所研究的实验因素为DNA，故用DNA处理的③组为实验 组，而蛋白质或多糖虽然是实验所实施的处理因素，但与实验 因素（DNA）无关，故①②③组之间形成条件对照，①②组均 为③组的对照组；而③组（实验组）和④组（对照组）之间形 成空白对照。该实验既设计了条件对照，又设置了空白对照， 通过比较实验，更能说明实验因素对实验结果的影响。
第二步：
第三步：
第四步：
问题：设置B管的目的是
。
实验结论是什么？
探究性实验的例题：
现有一植物的种子，已知它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但 不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子的萌发的影响， 请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果， 并分别得出相应的结论。 （1）材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒 过的种子等。 （2）方法步骤：
二、课本实验（即“生物知识内容表”所列生物实验。）
必修1实验（共11个）
实验课题 观察细胞中DNA和RNA的分布
实验类别 书页
实验
26
检测生物组织中糖、脂肪、和蛋白质等
实验
18
使用高倍显微镜观察几种细胞 使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
实验
7
实验
47
观察植物细胞质壁分离及复原
探究影响酶活性的条件
叶绿体中色素的提取和分离 探究酵母菌细胞呼吸的方式 观察根尖分生区细胞的有丝分裂 细胞大小与物质运输的关系 环境因素对光合作用强度的影响
凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步以后的实验步
骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。
一、实验材料和用具：
（1）家兔 （2）生理盐水 （3）酒精棉
（4）适宜浓度的草酸钾溶液 （5）适宜浓度的氯化钙溶液
（6）试管、注射器（针管、针头）
二、实验步骤和实验结果
第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水（见图）
（1）自变量：是指实验中由实验者故意操
纵、改变的 因素或条件 。
如：《比较过氧化氢酶和FeCl3的催化效率》实验中， FeCl3溶液和肝脏研磨液都属于自变量；
1、实验设计的原则
（2）因变量
随着自变量的变化而变化的变量做为 “因变量”。如《比较过氧化氢酶和FeCl3的 催化效率》实验中，酶的活性（以过氧化氢 的分解速率来表示）就是因变量。
自变量和实验结果是因果关系， 科学实验的结果就是解释这种前因 后果关系。
1、实验设计的原则
（3）无关变量（又叫控制因素）：是指在 实验过程中，除自变量以外的影响实验变 化结果的因素和条件。实验中，无关变量 如果控制不当或不加控制，就会干扰预期 实验结果的出现，影响科学实验中所要研 究和解释的自变量和实验结果的关系。
可以说，单一变量原则和对照性原则是对照实验的 基石和灵魂，而单一变量原则又是对照性原则的前提， 单一变量原则与等量原则实际上不可分割。
1、实验设计的原则
单一变量原则：控制其他因素不变，只改变其中一 个因素（要研究的因素），观察其对实验结果的影 响。
遵循单一变量原则，对实验结果进行科学的分 析和增强实验结果的可信度与说服力。
A．自变量 B．因变量 C．额外变量 D．无关变量